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矮化对油樟叶产量与内含物及土壤营养元素的影响

贾晨 张时林 靳伟 余天宇 樊建东

贾晨, 张时林, 靳伟, 等. 矮化对油樟叶产量与内含物及土壤营养元素的影响[J]. 四川林业科技, 2020, 41(4): 78−82 doi: 10.12172/202004070002
引用本文: 贾晨, 张时林, 靳伟, 等. 矮化对油樟叶产量与内含物及土壤营养元素的影响[J]. 四川林业科技, 2020, 41(4): 78−82 doi: 10.12172/202004070002
Jia C, Zhang S L, Jin W, et al. Effects of dwarfing on leaf yield, leaf contents and soil nutrients of Cinnamomum longepaniculatum[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(4): 78−82 doi: 10.12172/202004070002
Citation: Jia C, Zhang S L, Jin W, et al. Effects of dwarfing on leaf yield, leaf contents and soil nutrients of Cinnamomum longepaniculatum [J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(4): 78−82 doi: 10.12172/202004070002

矮化对油樟叶产量与内含物及土壤营养元素的影响


doi: 10.12172/202004070002
详细信息
    作者简介:

    贾晨(1989—),男,工程师,硕士,291323691@qq.com

  • 基金项目:  油樟矮化丰产栽培技术研究(2019CZZX34)

Effects of Dwarfing on Leaf Yield, Leaf contents and Soil Nutrients of Cinnamomum longepaniculatum

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    出版历程
    • 收稿日期:  2020-04-07
    • 网络出版日期:  2020-06-28
    • 刊出日期:  2020-08-17

    矮化对油樟叶产量与内含物及土壤营养元素的影响

    doi: 10.12172/202004070002
      作者简介:

      贾晨(1989—),男,工程师,硕士,291323691@qq.com

    基金项目:  油樟矮化丰产栽培技术研究(2019CZZX34)

    摘要: 对油樟矮化试验林的产叶量及其内含物和土壤营养元素进行了测定,结果表明,不同矮化强度的栽培措施能显著影响单位面积的产叶量(P<0.05),但不会显著影响叶含油率和桉叶油醇含量;油樟矮化栽培时,树干高度应保留在5~8 m,林分密度保留在1290~1425株·hm−2,其单位面积产叶量均在较高水平;油樟矮化栽培能显著影响土壤中的速效钾、全磷和全钾的含量;在油樟矮化栽培时,应适时适量补充钾肥,以保证土壤养分平衡。

    English Abstract

    • 油樟(Cinnamomum longepaniculatum)是樟科樟属的珍贵树种,也是国家Ⅱ级重点保护野生植物,主要分布在我国的宜宾市叙州区和台湾省。油樟具有生长快、干形通直、材质好、萌芽力强等特点,其鲜叶含油量达3.8%~4.5%,主要成分桉叶油素高达55%,为材、叶两用的优良速生树种。油樟的提取物是香料合成、防腐剂制作的原料。油樟作为速生树种,在生态环境改善和地方经济发展中有重要的作用。近年来,对油樟开展了空间分布特征及地形对油樟栽植的影响[1-2]、光照强度对苗木生长的影响[3]、油樟营养器官中的内含物测定[4]、油樟精油含量与时空分布关系[5]等方面的研究,但对油樟矮化栽培的效果研究尚未见报道。矮化栽培的目的是减少树木不必要的养分消耗,以便充分利用光能、地力,促进树木提早结果、提高产量或增加观赏效果。在实际生产中,矮化栽培技术较多应用在果树、经济树种、农作物等方面,如苹果、板栗、核桃、银杏、辣木、玉米等[6-11]。诸多学者在多个树种的矮化栽培方面获得了较多的实用技术,为各树种生产经营提供了科技指导。本研究以叙州区油樟矮化试验林为研究对象,探索油樟矮化栽培对产叶量、叶含油率和林下土壤养分的影响,以期为油樟矮化丰产栽培提供数据依据。

      • 研究地位于叙州区李场镇。叙州区地貌多样,以丘陵为主,属于亚热带季风气候,低丘、河谷地带有南亚热带的气候属性。具有气候温和、热量丰足、雨量充沛、光照适宜、无霜期长、冬暖春早、四季分明的特点。年平均气温为18.4 ℃,年降雨量1011.5 mm,5—10月为雨季,降水量占全年的81.7%。年日照时数1069.9 h,无霜期平均350 d左右。试验林位于东经10.432171°,北纬28.870365°,海拔376 m,东南坡向,土壤为酸性紫色土。林分面积0.8 hm2,林分年龄13年生,林分的株行距2×3 m至3 m×3 m,林分密度约1290~1620株·hm−2,平均胸径为8.5 cm,矮化前林分平均高为10.5 m,枝下高7.5 m。

      • 油樟矮化试验林的处理方式设置4种处理和1个对照,分别为树高2.5 m、4.5 m、6.0 m、8.0 m截干和10.5 m不截干(CK)。每个处理试验林面积0.13 hm2,在各处理中建立3个标准地,大小20 m×20 m,即各个处理重复3次。试验林截干后,对横断面喷涂油漆,避免感染(见表1)。

      • 在各处理的标准地内,随机调查10植株的胸径、分枝数、分枝长、分枝基径、叶片生物量等指标。采集10株选定木的叶片,在每株选取100片以上,要求叶片成熟度基本一致,将同一处理方式的3个标准地的叶片充分混匀,按照按四分法取样,晾干测定含油率和精油分析。

        表 1  油樟矮化试验林类型

        Table 1.  Types of dwarfing experimental forest of Cinnamomum longepaniculatum

        序号矮化高度/m样地面积/hm2标准地大小/m重复次数标准地面积/m2
        12.50.1320×2031200
        24.50.1320×2031200
        36.00.1320×2031200
        48.00.1320×2031200
        510.5(CK)0.1320×2031200

        在各矮化强度的样地内按S型用土钻取5个位置土壤,分别按0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层采集1 kg土样,相同土层混合均匀后,去除石砾和植物根系,按四分法取混合样品1 kg,风干后过筛,按国际标准分析方法测定土壤养分和pH值。

        数据处理运用Excel2010和SPSS19.0软件对数据进行统计分析,采用单因素方差分析法对不同矮化强度产叶量差异、土壤养分差异进行方差分析。

      • 表2可知,各矮化强度的林分胸径差异不大,主要该林分林龄是一致的,矮化时间短,尚未对胸径生长有明显影响。不同矮化强度的树干上分枝数量在38~131个之间,树干上分枝数量与矮化强度成反比,即矮化强度越大,则其分枝数量越少,且各矮化强度间的差异达到显著水平(P<0.05)。树高2.5 m的分枝粗度均值为2.4 cm,分枝长均值为164 cm,树高4.5 m的分枝粗度均值为3.1 cm,分枝长均值为168 cm;树高6.0 m的分枝均值为3.4 cm,分枝长变186 cm;树高8.0 m的分枝粗度均值为3.5 cm,分枝长均值为194 cm,分枝粗和分枝长在不同矮化度间差异不明显,即矮化强度对萌生枝条的生长量影响不明显。油樟矮化后,单株产枝叶量在8.6 kg~2.88 kg之间,树干高度保留越大,单株产叶量越大,单株产枝叶量在不同矮化强度间的差异达到显著水平(P<0.05),树干4.5 m时单株枝叶产量(15.4 kg)低于对照组(21.6 kg),而当树干6.0 m时,其叶产量已超过对照组,但差异不显著(P>0.05),树干8.0 m时,其叶产量明显高于对照组(P<0.05)。

        表 2  油樟矮化试验林产叶量及分枝生长影响

        Table 2.  Effects of leaf yield and branch growth of Cinnamomum longepaniculatum dwarfing test experimental forest

        矮化强度平均胸径/cm分枝数量分枝粗度/cm分枝长/cm单株枝产叶量/kg单位面积产叶量/t·hm−2林分密度/株·hm−2
        2.5 m8.9a38d2.4a174a8.6d13.93c1620
        4.5 m9.4a65c3.1a17815.4c22.64b1470
        6.0 m9.2a97b3.4a186a23.2b33.06a1425
        8.0 m9.4a131a3.5a194a28.8a37.15a1290
        对照组9.6a21.6b28.51b1320
          注:表中小写字母表示在0.05水平的差异
          Note: Letters in the table indicate differences at the 0.05 level

        根据单株产枝叶量和林分密度(1350株·hm−2)推算单位面积油樟产叶量,结果表明,树干高度保留2.5 m时,单位面积叶产量13.93 t·hm−2,树干高度保留4.5 m时,单位面积叶产量22.64 t·hm−2,树干高度保留6.0 m时,单位面积叶产量33.06 t·hm−2,树干高度保留8.0 m时,单位面积叶产量37.15 t·hm−2,而未截杆林分单位面积叶产量为28.51 t·hm−2。单位面积叶产量在不同矮化强度间的差异达到显著水平(P<0.05)。树干高度保留6 m和8 m时,单位面积叶产量差异不显著,但明显高于未截杆林分和保留高度4.5 m林分的产量。因此,在对油樟矮化的时候应根据林分林龄、密度、树高等情况确定保留树干高度,对于林龄大于10年生,树高大于10 m的林分,树干保留高度应控制5~8 m,林分密度保留在1290~1425株·hm−2

      • 测定分析含油率和精油成分,结果见表3。由表3可知,油樟叶片含油率在6.76%~8.12%,其值在不同矮化强度间差异不显著(P>0.05),未截杆林分叶片含油率最高(8.12%),仅树干高度保留2.5 m的含油率最低(6.76%);树干高度保留4.5 m和8.0 m 的含油率相接近,分别为7.82%和7.88%。樟叶的桉叶油醇含量在50.99%~52.87%之间,不同矮化强度间的差异不显著(P>0.05),与含油率一样,未截杆林分的桉叶油醇含量最高,其次是树干高度保留8.0 m(52.66%)和树干高度保留4.5 m(52.01%)。油樟最主要的价值体现在叶内含有的桉叶油醇,其含量越高,价值越高。对油樟矮化栽培,其樟叶的桉叶油醇的含量没有明显下降,平均含量仍高于50%。

        表 3  油樟矮化栽培对樟叶含油率和内含物的影响

        Table 3.  Effects of dwarfing cultivation on leaf oil content and leaf contents of Cinnamomum longepaniculatum

        矮化强度含油率/%桉叶油醇/%桧烯/%4-松油醇/%α-松油醇/%1-石竹烯/%
        2.5 m6.76a51.36a20.411.3613.750.99
        4.5 m7.82a52.01a19.951.5713.071.16
        6.0 m7.67a50.99a20.251.6412.711.34
        8.0 m7.88a52.66a20.141.5912.911.32
        对照组8.12a52.87a20.221.6612.741.34
          注:表中小写字母表示在0.05水平的差异
          Note: Letters in the table indicate differences at the 0.05 level

        同时,在分析精油成分时,樟油中还含有桧烯、4-松油醇、α-松油醇和1-石竹烯等成分。其中桧烯的含量在119.95%~20.41%之间,4-松油醇的含量在1.36~1.66%之间,α-松油醇的含量在12.71%~13.07%之间,1-石竹烯的含量在0.99%~1.34%之间。这些成分的利用价值有待进一步探索。

      • 对各样地的土壤营养元素进行测定分析,具体结果见表4。由表4可知,各样地的土壤均呈现酸性特征,不同矮化强度间,pH值的差异不显著。各矮化强度的林分中土壤的速效钾含量在77.815~106.7916 mg·kg−1之间,且对照组的含量显著高于矮化试验组。有效磷的含量在4.6706~5.1168 mg·kg−1之间,且各矮化强度间的差异不显著。碱解氮的含量在37.4262~48.3011 mg·kg−1之间,不同矮化强度间的差异不显著。有机质的含量在8.8595~15.3577 g·kg−1之间,各矮化强度间的差异不显著。全氮的含量在0.4302~0.5782 g·kg−1之间,各矮化强度的差异不显著。全磷含量在0.0912~0.1668 g·kg−1之间,各矮化强度间存在显著差异。全钾含量在13.8791~19.3259 g·kg−1之间,对照组的含量明显高于矮化处理的含量。

        表 4  油樟矮化试验林中土壤营养元素含量

        Table 4.  Soil nutrient contents in Cinnamomum longepaniculatum dwarfing experimental forest

        土层厚度/cmpH值速效钾/(mg·kg−1)有效磷/(mg·kg−1)碱解氮/(mg·kg−1)有机质/(g·kg−1)全N/ (g·kg−1)全P/(g·kg−1)全K/(g·kg−1)
        0~104.38±0.09a81.75±12.99b6.39±0.49a55.48±6.13a21.03±4.33a0.65±0.05a0.17±0.03a15.98±2.92b
        10~204.5±0.08a87.51±11.94ab5.07±0.15a44.74±3.82a11.66±4.72a0.53±0.07a0.15±0.03ab15.52±2.89b
        20~404.69±0.06a91.79±12.22a4.28±0.25a36.83±5.14a7.12±2.11a0.41±0.06a0.13±0.03ab16.28±2.02ab
        40~604.89±0.07a89.50±11.65ab3.63±0.34a28.36±5.41a4.87±1.59a0.32±0.08a0.11±0.02b17.03±1.50a
        总数4.62±0.21a87.64±11.85ab4.84±1.10a41.35±11.31a11.17±7.11a0.48±0.14a0.14±0.04ab16.20±2.28ab
          注:表中小写字母表示在0.05水平的差异,数据为均值±标准差。
          Note: Letters in the table indicate differences at the 0.05 level

        综上所述,油樟矮化栽培后,土壤中的营养元素仅有速效钾含量、全磷含量和全钾含量等3个指标在不同矮化强度间存在显著差异。其中未截杆的油樟林的速效钾和全钾的含量均高于矮化试验林,说明矮化栽培可明显影响土壤钾含量的变化,这可能是由于截杆后林分的郁闭度降低,导致土壤的钾含量减少速率明显增加。因此,在油樟矮化栽培时,应适时适量补充钾肥,保证土壤养分平衡。

      • 油樟矮化栽培后,不同矮化强度的栽培能显著影响单位面积的产叶量(P<0.05),树干高度保留在5~8 m,林分密度可保留在1290~1425株·hm−2,此时油樟矮化栽培单位面积的产叶量均在较高水平,能实现高产效果。

        油樟矮化栽培后,其樟叶的含油率和桉叶油醇的含量均未明下降,其含量分别高于6.5%和50%,仍达到市场要求。油樟矮化栽培后,土壤中的养分仅有速效钾含量、全磷含量和全钾含量等3个指标在不同矮化强度间存在显著差异。其中未截杆的油樟林的速效钾和全钾的含量均高于矮化试验林,说明矮化栽培可明显影响土壤钾含量的变化,这可能是由于截杆后林分的郁闭度降低,导致土壤的钾含量减少速率明显增加。因此,在油樟矮化栽培时,应适时适量补充钾肥,保证土壤养分平衡。

    参考文献 (11)

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